Новое исследование выявило риски передачи энергии из космоса лазером для спутников
Космические электростанции, передающие энергию на Землю с помощью лазерных лучей, могут непреднамеренно наносить ущерб другим спутникам на орбите. К такому выводу пришла группа исследователей из Пекинского института инженерной среды для спутников, чье исследование было опубликовано в китайском журнале High Power Laser and Particle Beams. Ученые предупреждают, что риски будут расти по мере увеличения числа спутников и начала орбитальных испытаний технологий солнечной энергетики из космоса, которые активно разрабатываются как в США, так и в Китае.
Концепция космических солнечных электростанций, впервые предложенная еще в 1968 году, предполагает круглосуточную передачу энергии на Землю без помех от погодных условий. Современные проекты, над которыми работают ряд компаний и государств, все чаще рассматривают использование инфракрасных лазеров вместо микроволн, так как это не требует развертывания масштабной наземной инфраструктуры. Однако именно мощные лазерные лучи, предназначенные для передачи энергии на приемники на Земле, несут потенциальную угрозу для космических аппаратов на низкой околоземной орбите.
Как поясняют авторы исследования, сбой в системе наведения или техническая неисправность могут привести к тому, что луч лазера сместится с цели и попадет на пролетающий поблизости спутник. В лабораторных условиях ученые смоделировали подобную ситуацию, направив ультракороткие лазерные импульсы на образец солнечной панели. С помощью высокоскоростных камер и датчиков они зафиксировали кратковременные вспышки света и скачки тока, что свидетельствует о провоцировании электрических разрядов. Даже кратковременное воздействие может привести к повреждению чувствительной электроники или вызвать аварийное отключение систем спутника.
Особую актуальность проблема приобретает в свете планов по скорым орбитальным демонстрациям технологий. Американский стартап Overview Energy, уже продемонстрировавший свою лазерную технологию на самолете, намерен провести орбитальную демонстрацию к 2028 году. Китай, в свою очередь, ставит цель запустить демонстрационную систему мегаваттного масштаба к 2030 году. При этом большинство проектов космических солнечных электростанций предполагает размещение в более высокой геостационарной орбите, а лазерные лучи, направленные на Землю, будут неизбежно пересекать все более переполненную низкую околоземную орбиту.
Целью проведенного исследования была не критика самой технологии, а поиск более безопасных параметров работы лазеров и разработка рекомендаций по защите спутниковых солнечных батарей. Ученые надеются, что их работа поможет минимизировать риски и обеспечить безопасное сосуществование различных космических инфраструктур в условиях растущей загруженности околоземного пространства.